Будучи человеком, глубоко погруженным в металлообработку, я часто исследую эффективные методы формовки материалов. В этой статье я поделюсь четырьмя советами по глубокой вытяжке и формирование Листовой металл, который значительно улучшил мои проекты. Понимание тонкостей этих процессов может существенно повлиять на точность и качество. Независимо от того, являетесь ли вы опытным специалистом или новичком, эти знания помогут вам улучшить свои навыки и оптимизировать результаты обработки листового металла. Давайте разберём эти важные советы!

Глубокая вытяжка – это штамповка и формирование Процесс, при котором плоский лист формуется в открытую полую деталь через вогнутый штамп под давлением выпуклого штампа. Глубокая вытяжка часто используется во всех типах деталей из листового металла для обработки различных цилиндрических деталей, полусфер и параболических днищ больших размеров или из более толстого материала.

Процесс и требования глубокой вытяжки

В общем случае процесс глубокой вытяжки должен быть завершен давлением гидравлический пресс через фильеру глубокой вытяжки. Как правило, холодная обработка применяется только для придания формы или деформации толстолистового материала; горячая обработка – для глубокой вытяжки.

Процесс глубокой вытяжки

На следующей диаграмме показан диаметр D, толщина круглой плоской пластинчатой заготовки, помещенной в вогнутое позиционирующее отверстие штампа, глубокая вытяжка в цилиндрические детали процесса вытяжки.

Процесс глубокой вытяжки, из-за силы глубокой вытяжки F и выпуклого, вогнутого зазора между матрицей Z, чтобы сформировать изгибающий момент, выпуклая матрица вниз соприкасается с материалом пластины после давления вниз, так что материал пластины изгибается вогнутым, и в выпуклом, вогнутом штампе закругленная направляющая втягивается в вогнутое отверстие матрицы, материал пластины медленно превращается в нижнюю часть цилиндра (выпуклая матрица под центральной частью материала пластины), простая стенка (втягивается в отверстие в круглой части материала пластины), выпуклый край (не втягивается в отверстие в круглой части) три основные части; с выпуклой матрицей Поскольку выпуклая матрица продолжает падать, дно простой в основном неподвижно, кольцеобразный фланец постоянно сжимается к отверстию и втягивается в вогнутое отверстие матрицы, чтобы превратиться в стенку цилиндра, поэтому простая стенка постепенно увеличивается в высоту, фланец постепенно сжимается, и, наконец, весь фланец втягивается в вогнутое отверстие матрицы, чтобы превратиться в простую стену, затем процесс вытяжки заканчивается. Материал круглой пластины становится открытым полым кругом диаметром d1 и высотой h.

1. Подготовка заготовки:

Вырубка: плоская заготовка из листового металла вырезается из большего листа или рулона, придавая ей точный размер и форму с помощью вырубного пресса.

Смазка: Заготовка смазывается для уменьшения трения и предотвращения разрывов в процессе вытяжки.

2. Инструменты:

Пуансон: цельная деталь, которая проталкивает заготовку в полость матрицы.

Штамп: полость, придающая заготовке нужную форму.

Держатель заготовки: удерживает заготовку на месте и контролирует поток материала в полость матрицы.

3.Рисунок:

Держатель заготовки надежно прижимает заготовку к матрице, предотвращая образование складок.

Пуансон опускается, вдавливая заготовку в полость матрицы. Материал втягивается радиально внутрь и пластически деформируется, придавая заготовке необходимую форму.

По мере дальнейшего продвижения пуансона заготовка продолжает втягиваться глубже в матрицу, образуя стенки детали.

4. Выброс:

После формовки пуансон отводится назад, а сформированная деталь выталкивается из матрицы с помощью выталкивающего механизма.

Анализ деформации при глубокой вытяжке

Процесс глубокой вытяжки можно описать следующим образом: процесс глубокой вытяжки представляет собой постепенную усадку кольцевого фланца в вогнутое отверстие матрицы, переходящее в процесс формирования стенки цилиндра. Процесс глубокой вытяжки – это относительно сложный процесс пластической деформации. Каждая часть заготовки в зависимости от степени ее деформации может быть разделена на несколько областей.

1. Дно цилиндра (область малой деформации) выпуклой фильеры контактирует с центральной областью круглой части простого дна пластинчатого материала. В процессе глубокой вытяжки эта область всегда сохраняет плоскую форму, окружена равномерным радиальным натяжением. Можно считать, что пластическая деформация отсутствует или область очень малой пластической деформации отсутствует. Материал дна будет оказывать выпуклое усилие на стенку цилиндра, в результате чего возникает осевое растягивающее напряжение.

2. Участок фланца (область с большой деформацией), расположенный над вогнутой областью кольца фильеры, то есть сам фланец, является основной зоной деформации при глубокой вытяжке. При глубокой вытяжке, под действием силы глубокой вытяжки, материал фланца создаёт радиальное растягивающее напряжение σ1. В направлении усадки к вогнутому отверстию фильеры, материал сжимается, создавая тангенциальное сжимающее напряжение σ3. Эта часть заготовки F, веерообразная, протягивается через воображаемую клиновидную щель и деформируется аналогично F2, см. следующую диаграмму.

Если фланец большой, а лист тонкий, то из-за касательных сжимающих напряжений при вытяжке фланцевая часть потеряет устойчивость и выгнется, образуя так называемое «явление складок», поэтому для опрессовки фланца обычно используют обжимное кольцо.

3. Стенка цилиндра (область передачи усилия). Это область деформации, где материал, находящийся на фланце, подвергается тангенциальному сжатию, радиальному растяжению и усадке, практически не деформируется. При дальнейшей глубокой вытяжке выпуклая матрица играет роль передачи усилия глубокой вытяжки на фланец. При передаче усилия глубокой вытяжки сам материал стенки в процессе передачи усилия вытяжки воспринимает одностороннее растягивающее напряжение, слегка удлиняется в продольном направлении, толщина немного уменьшается.

4. Вогнутая угловая часть матрицы (переходная зона), фланец и простая переходная часть пересечения стенок, где деформация материала более сложная, в дополнение к тем же характеристикам, что и у фланцевой части, которая подвергается радиальному растягивающему напряжению и тангенциальному сжимающему напряжению, сила, в дополнение к роли выдавливания и изгиба вогнутого угла матрицы и образованию мощного сжимающего напряжения.

5. Выпуклая угловая часть фильеры (переходная зона), простая стенка и простое дно пересекают переходную часть, радиальную и тангенциальную, чтобы нести роль растягивающего напряжения, толстую для роли выдавливания и изгиба выпуклым углом фильеры и сжимающего напряжения, процесс глубокой вытяжки, радиальное удлинение, толщина немного утончается, самое серьезное утончение происходит в выпуклом углу фильеры и стенке цилиндра, начало глубокой вытяжки, это выпуклая, вогнутая фильера между, необходимо передать меньше материала, степень деформации мала, степень холодного упрочнения низкая, но также не выпуклый угол фильеры при полезном трении, необходимо передать область силы глубокой вытяжки и меньше. Таким образом, это место становится наиболее склонным к разрушению при глубокой вытяжке «опасный участок».

Изменение толщины стенки деталей глубокой вытяжки

Неравномерная толщина стенок деталей, полученных глубокой вытяжкой, видна на следующем рисунке. На следующем рисунке показано изменение толщины стенок эллиптической головки из углеродистой стали, полученной глубокой вытяжкой, а на следующем рисунке (b) показано изменение толщины стенок фланцевых цилиндрических деталей, полученных глубокой вытяжкой с обжимным кольцом.

Требования к процессу глубокой вытяжки

Использование процесса глубокой вытяжки позволяет завершить обработку деталей сложной формы, получить цилиндрические, ступенчатые, конические, квадратные, сферические и различные нерегулярные формы тонкостенных деталей. Однако точность обработки глубокой вытяжкой связана со многими факторами, такими как механические свойства материала и толщина материала, структура пресс-формы и точность пресс-формы, количество и последовательность процессов и т. д. Точность изготовления деталей глубокой вытяжки, как правило, невысокая, соответствующая точность на уровне IT11 ниже, в то же время из-за влияния характеристик деформации глубокой вытяжки, процесс обработки деталей глубокой вытяжки может быть хорошим или плохим, непосредственно влияющим на детали, которые могут быть обработаны наиболее экономичным и простым методом, и даже влияющим на детали, которые могут быть обработаны методом глубокой вытяжки. Требования к процессу деталей глубокой вытяжки следующие.

1. Форма деталей глубокой вытяжки должна быть максимально простой и симметричной. При проектировании деталей глубокой вытяжки следует сочетать с обработкой деталей глубокой вытяжки, чтобы по возможности использовать более простую форму и соответствовать требованиям формы. Следующая таблица представляет собой классификацию степени простоты формовки глубокой вытяжки. Все виды деталей глубокой вытяжки на рисунке, их сложность формовки сверху вниз в порядке возрастания. Сложность одного и того же типа деталей глубокой вытяжки увеличивается слева направо. Где: e указывает минимальную длину прямой кромки, f указывает максимальный размер детали глубокой вытяжки, a указывает длину короткой оси, b указывает длину длинной оси.

2. Для цилиндрических деталей глубокой вытяжки с фланцем наиболее подходящий фланец находится в следующем диапазоне при глубокой вытяжке с обжимным кольцом: d+12t≤d выпуклый≤d+ 25t

где d – диаметр круглой простой детали, мм.

T – толщина материала, мм.

d вып. – диаметр фланца, мм.

3. Глубина вытяжки не должна быть слишком большой (т.е. H не должна превышать 2d). Если возможно вытягивание одной детали, оптимальная высота вытяжки: без фланца, для простых деталей: H ≤ (0,5 ~ 0,7)d.

4. На глубоких деталях цилиндра радиус выпуклости r должен соответствовать радиусу выпуклости r ≥ t, радиус вогнутости r между фланцем и стенкой должен быть ≥ 2t. Из условий, благоприятствующих деформации, оптимальным является радиус выпуклости r ≈ (3 ~ 5)t, радиус вогнутости r ≈ (4 ~ 8)t. Если радиус выпуклости r (или радиус вогнутости r) ≥ (0,1 ~ 0,3)t, можно увеличить формообразование.

Видеодемонстрация